1、AutoCAD 2008 机械绘图 电子教案,第7章 三维图形的绘制,第7章 三维图形的绘制,7.2,7.1,三维实体建模的基本方法,三维绘图基本知识,7.4,7.3,三维图形的输出和渲染,典型零件的三维实体造型,思考与练习题,7.1 三维绘图基本知识,7.1.1 三维模型的分类,1线框模型线框模型是一种轮廓模型，它是用3D空间的直线及曲线表达三维立体，不包含面及体的信息，不能使该模型消隐或着色。 2表面模型表面模型是用物体的表面表示物体。表面模型具有面及三维立体边界信息。表面不透明，能遮挡光线，因而表面模型可以被渲染及消隐。 3实体模型实体模型具有线、表面、体的全部信息。对于此类模型，可以区
2、分对象的内部及外部，可以对其进行打孔、切槽和添加材料等布尔运算，对实体装配进行干涉检查，分析模型的质量特性。,7.1 三维绘图基本知识,7.1.2 三维坐标系,1坐标系 AutoCAD 2008提供有2个坐标系： （1）世界坐标系（WCS）：默认坐标系 （2）用户坐标系（UCS）：可以自定义的可移动坐标系。 AutoCAD 2008定义有3种坐标系： （1）三维笛卡尔坐标（直角坐标） （2）柱坐标 （3）球坐标,7.1 三维绘图基本知识,2建立用户坐标系 在三维绘图中，用户可以通过UCS命令，在任意位置、任意方向建立合适的用户坐标系。 在“UCS”工具栏中单击按钮 或者在命令行中输入“UCS”
3、，可启动UCS命令。 也可以通过下拉菜单 工具/新建UCS(W)来启动UCS命令，在下拉菜单中可选择相应的选项 。,7.1 三维绘图基本知识,7.1.3 三维模型的观察与显示,1设置观察方向 AutoCAD默认的视图是XY平面，方向是Z轴的正方向。AutoCAD提供了多种创建3D视图的方法，便于沿不同的方向观察模型。 （1）用“视图”工具栏选择标准视图 AutoCAD 2008提供了俯视图、仰视图、左视图、右视图、主视图、后视图、西南等轴测图、东南等轴测图、东北等轴测图、西北等轴测图等标准视图。 可以通过下拉菜单视图(V)/三维视图(D)的相应选项选择需要的视图；或单击“视图”工具栏中的相应按
4、钮，也可选择需要的视图。,7.1 三维绘图基本知识,（2）使用“三维动态观察器” 在命令行输入命令“3DORBIT”，或者单击“动态观察”工具栏的按钮，可打开三维动态观察器。用三维动态观察器，可以实时控制和改变当前视口中创建的三维视图，以得到期望的效果。,7.1 三维绘图基本知识,（3）利用对话框设置视点 命令行输入“DDVPOINT”命令或者选择下拉菜单视图(V)/三维视图(D)/视点预置(I)，执行命令后系统弹出 “视点预置”对话框。利用“视点预置”对话框也可设置观察方向。,2设置视觉样式 AutoCAD 2008提供有二维线框、三维隐藏、三维线框、概念和真实5种默认的视觉样式。 可通过选
5、择下拉菜单工具(T)/选项板/视觉样式(V)，或者在命令行输入命令“visualstyles”来进行视觉样式的设定。 执行命令后，系统弹出 “视觉样式管理器”对话框。对话框包含有可供选用的视觉样式的样例图像面板及对应的参数设置选项卡。,7.1 三维绘图基本知识,7.2 三维实体建模的 基本方法,7.2.1 创建基本三维实体,AutoCAD 2008可创建的基本形体有：,7.2 三维实体建模的基本方法,多段体（Polysolid）,长方体（box）,楔体（wedge）,圆锥体（cone）,圆柱体（cylinder）,球体（sphere）,圆环体（torus）,7.2.1 创建基本三维实体,通过“
6、绘图(D)”下拉菜单的“建模(M)”子菜单、“建模”工具栏中按钮或三维制作面板中的按钮来激活相应的命令。 激活命令后，按提示指定相应的定位点及尺寸数值，即可创建基本三维实体。,7.2 三维实体建模的基本方法,7.2.2 利用二维对象生成三维实体,1创建拉伸实体 使用“拉伸”命令，可将某一闭合的二维对象拉伸一定高度，或沿指定路线拉伸，来创建拉伸实体。可通过以下方法之一激活“拉伸”命令。 命令：extrude。 下拉菜单：绘图(D)/建模(M)/拉伸(X)。 “建模”工具栏或三维制作面板中的按钮： 。,7.2 三维实体建模的基本方法,2创建旋转实体 使用“旋转”命令，可将某一闭合的二维对象绕某一指
7、定的轴线旋转一定的角度来创建实体。 以图所示的手柄为例，作图步骤如下： （1）利用图二维图形，删去尺寸标注及多余的线条，使图形成为一封闭的轮廓，并将其合并为多段线，或使用“REGION”命令将轮廓图形转换为一面域。 （2）通过以下方法之一激活“旋转”命令。 命令：revolve。 下拉菜单：绘图(D)/建模(M)/旋转(R)。 “建模”工具栏或三维制作面板中的按钮： 。 激活命令后，根据系统提示完成操作。 （3）选择下拉菜单视图(V)/三维视图(D)/西南等轴测(S)，将视图改为“西南等轴测”视图，并将视觉样式设为“概念视觉样式”，结果如图所示。,7.2 三维实体建模的基本方法,3扫掠 使用扫
8、掠命令“sweep”，可以通过沿二维或三维路径扫掠指定轮廓来创建实体。 可通过以下方法之一激活“sweep”命令。 命令：sweep。 下拉菜单：绘图(D)/建模(M)/扫掠(P)。 “建模”工具栏或三维制作面板中的按钮： 。,7.2 三维实体建模的基本方法,7.2 三维实体建模的基本方法,三维螺旋线和一个圆，通过扫掠操作创建弹簧,扫掠操作的比例因子,4放样 使用放样命令“loft”，可以通过指定一系列横截面来创建新的实体。使用“loft”命令时必须指定至少2个横截面。可通过以下方法之一激活“loft”命令。 命令：loft。 下拉菜单：绘图(D)/建模(M)/放样(L)。 “建模”工具栏或三
9、维制作面板中的按钮： 。,7.2 三维实体建模的基本方法,7.2.3 创建复合三维实体,1并集操作 通过并集操作 “union”命令，可以合成2个或多个实体，建立一个新的复合实体。可通过以下方法之一激活“并集”命令。 命令：union。 下拉菜单：修改(M)/实体编辑(N) /并集(U)。 “实体编辑”工具栏或三维制作面板中的按钮： 。,7.2 三维实体建模的基本方法,2差集操作 通过差集操作 “subtract”命令，可以从第1个选择集中的对象减去第2个选择集中的对象，创建一个新的实体。可通过以下方法之一激活“差集”命令。 命令：subtract。 下拉菜单：修改(M)/实体编辑(N) /差
10、集(S)。 “实体编辑”工具栏或三维制作面板中的按钮： 。,7.2 三维实体建模的基本方法,3交集操作 通过交集操作 “intersect”命令，可以利用多个实体的公共部分创建一个新的实体，并将非公共部分删去。可通过以下方法之一激活“交集”命令。 命令：intersect。 下拉菜单：修改(M)/实体编辑(N) /交集(I)。 “实体编辑”工具栏或三维制作面板中的按钮： 。,7.2 三维实体建模的基本方法,4利用布尔运算创建相贯体 （1）新建一文档，设置三维绘图环境，将视图设置为“西南等轴测”视图，并选择“三维线框”视觉样式。 （2）创建水平圆柱体。 （3）创建垂直圆柱体。 （4）利用“uni
11、on”命令将2个圆柱体合并为一个相贯体。 （5）创建内孔相贯体。 （6）利用“差集”命令创建相贯体的内孔。,7.2 三维实体建模的基本方法,7.2.4 实体的编辑修改,1三维实体的圆角 对三维实体进行圆角操作，可采用二维作图中的“圆角”命令。,7.2 三维实体建模的基本方法,2三维实体的倒角 对三维实体进行圆角操作，可采用二维作图中的“倒角”命令。,7.2 三维实体建模的基本方法,3剖切三维实体 在三维绘图中，为了表达实体的内部结构，常采用“slice”命令对实体进行剖切操作。可在命令行中输入“slice”，或在三维制作面板中单击按钮 激活“剖切”命令。,7.2 三维实体建模的基本方法,4修改
12、三维实体的面和边 通过修改三维实体的某个面或某条边，也可以改变三维实体的造型。修改三维实体的面和边包括拉伸面、移动面、偏移面、删除面、旋转面、倾斜面、复制面、着色面、复制边和着色边等操作。三维实体面和边的编辑可通过 “实体编辑”工具栏中的相应按钮来激活相应的命令，激活命令后按提示进行操作。,7.2 三维实体建模的基本方法,7.2.5 实体的三维操作,1三维阵列 使用“三维阵列”可在三维空间创建对象的矩形阵列和环形阵列。可在命令行中输入“3darray”或通过下拉菜单修改(M)/三维操作(3)/三维阵列(3)来激活“三维阵列”命令，与二维阵列相似，可选择矩形阵列或环形阵列，输入选项后按提示输入相
13、应参数即可。,7.2 三维实体建模的基本方法,2三维镜像 使用“三维镜像”命令，可以按指定镜像平面镜像已有的对象。在命令行输入“mirror3d”或通过下拉菜单修改(M)/三维操作(3)/三维镜像(D)来激活“三维镜像”命令。,7.2 三维实体建模的基本方法,3三维旋转 使用“三维旋转”命令，可以将已有对象绕指定旋转轴旋转一定的角度。可通过以下方法之一激活“三维旋转”命令。 命令：3drotate。 下拉菜单：修改(M)/三维操作(3)/三维旋转(R)。 “建模”工具栏或三维制作面板的按钮： 。,7.2 三维实体建模的基本方法,7.3 典型零件的三维 实体造型,7.3.1 传动轴的三维实体造型
14、,7.3 典型零件的三维实体造型,1创建旋转实体,（1）根据传动轴的结构尺寸，利用二维绘图命令作出图示轴的一半轮廓。也可打开已有的传动轴的零件图，在现有图形的基础上，利用“修剪”等命令进行修改。 （2）画完轮廓图后，应利用“编辑多段线”或“面域”命令将图形转换成多段线或一个面域。 （3）利用建模的旋转命令“revolve”，选择已创建的面域作为旋转对象，指定如图所示的2个角点A和B来定义旋转轴，旋转角度为360，创建旋转实体，如图所示。,7.3 典型零件的三维实体造型,2创建键实体,（1）新建UCS。 （2）继续新建UCS。 （3）切换平面视图。 （4）画键轮廓图形。 （5）为便于看图，先将视
15、图切换为“西南等轴测”视图。 （6）重复步骤（1）（5），创建另一个键实体。,7.3 典型零件的三维实体造型,3创建键槽,利用“差集”命令，选择旋转实体，从中减去2个键实体，从而创建轴上的2个键槽。 将视觉样式设置为“概念”，最后完成结果如右下图所示。,7.3 典型零件的三维实体造型,7.3.2 皮带轮的三维实体造型,7.3 典型零件的三维实体造型,1创建旋转实体,（1）根据皮带轮的结构尺寸，作出皮带轮的一半轮廓。或打开已有的皮带轮零件图进行修改。利用“编辑多段线”或“面域”命令将图形转换成多段线或一个面域。 （2）利用建模的旋转命令“revolve”，选择已创建的面域作为旋转对象，指定如图所
16、示的直线端点A和B来定义旋转轴，旋转角度为360，创建旋转实体。,7.3 典型零件的三维实体造型,2创建6个圆柱孔,（1）单击UCS工具栏上的按钮 ，在提示下按Enter键默认将UCS绕Y轴旋转90。 （2）激活建模的圆柱体命令“cylinder”，创建圆柱体。 （3）利用“move”命令，将上步所创建的圆柱体沿Y轴方向移动53。 （4）利用二维阵列命令“array”，选择环形阵列选项，选择圆柱体为阵列对象，捕捉旋转实体的中心点为阵列中心，阵列项目数6，完成阵列。 （5）利用“差集”命令创建圆柱孔 。,7.3 典型零件的三维实体造型,3创建键槽,（1）新建UCS，将UCS原点移动至左侧端面圆心
17、。 （2）创建长方体。 （3）利用“差集”命令创建键槽 。,7.3 典型零件的三维实体造型,4最后处理,利用“倒角”和“圆角”命令进行倒角和圆角处理。设置视觉样式为“概念”，结果如图所示。切换不同的视图方向，可得到不同的视图。,7.3 典型零件的三维实体造型,7.3.3 泵盖的三维实体造型,7.3 典型零件的三维实体造型,1创建拉伸实体,（1）根据泵盖的结构尺寸，利用二维绘图命令作出图示泵盖的外形轮廓。也可打开已有的泵盖零件图进行修改。画完轮廓图后，应利用“编辑多段线”或“面域”命令将图形转换成多段线或一个面域。 （2）利用建模的拉伸命令“extrude”，选择已创建的面域作为拉伸对象，输入拉
18、伸高度12，创建拉伸实体。,7.3 典型零件的三维实体造型,2创建6个螺栓孔,（1）利用建模的圆柱体命令“cylinder”，捕捉拉伸实体上底面R9圆弧的圆心作为圆柱体的圆心，分别以半径4、6.5，高度12、2，向下创建2个圆柱体。 （2）利用复制命令“copy”，选择2个圆柱体，以圆柱体上底面圆心为基点，分别捕捉到上底面的另5个R9圆弧的圆心，创建其余圆柱体。 （3）利用差集命令“subtract”，先选择拉伸实体，再选择已创建的12个圆柱体，创建6个螺栓孔。,7.3 典型零件的三维实体造型,3创建凸台拉伸实体,（1）利用“圆”、“直线”和“修剪”等命令，在拉伸实体的上底面绘制凸台的轮廓图。
19、 （2）利用拉伸命令“extrude”，创建凸台的拉伸实体所示。 （3）利用并集命令“union”，将已创建的2个实体合并为一个实体，创建泵盖基本形状。,7.3 典型零件的三维实体造型,4创建2个轴孔,（1）利用圆柱体命令“cylinder”，创建半径6、高度16的圆柱体。 （2）激活“拉伸面”命令 ，通过圆柱体的上底面来创建锥体。 （3）用复制命令“copy”复制带锥度的圆柱体。 （4）利用差集命令“subtract”，先选择泵盖基本实体，再选择2个带锥圆柱体，创建2个轴孔。,7.3 典型零件的三维实体造型,5创建圆角及最后处理,（1）利用二维绘图命令“fillet”，创建圆角。 （2）将视
20、觉样式设置为“概念。 （3）利用“动态观察器”，可观察实体各方向的结构。,7.3 典型零件的三维实体造型,7.3.4 轴承座的三维实体造型,7.3 典型零件的三维实体造型,1创建底板,（1）在任一位置创建长方体。 （2）利用圆角命令“fillet”，圆角半径为10，分别选择图中所示2条直线进行圆角。 （3）利用圆柱体命令“cylinder”，向下创建2个圆柱体。 （4）利用差集命令“subtract”，先选择底板实体，再选择上步创建的2个圆柱体，创建2个圆柱孔。,7.3 典型零件的三维实体造型,2创建支承板,（1）单击UCS工具栏中的，按Enter键默认将UCS绕X轴旋转90。 （2）在XY平
21、面上，画出支承板的轮廓图，并将轮廓图形转换成多段线或面域。 （3）利用建模的拉伸命令“extrude”，创建支承板的拉伸实体。,7.3 典型零件的三维实体造型,3创建圆筒,（1）利用建模的圆柱体命令“cylinder”，捕捉支承板上圆弧的圆心作为圆柱体的圆心，分别以半径15和7.5，高度25，沿Z轴正方向创建2个圆柱体。 （2）利用差集命令“subtract”，先选择大圆柱体，再选择小圆柱体，创建圆柱筒。,7.3 典型零件的三维实体造型,4创建筋板,（1）单击UCS工具栏中的 ，按Enter键默认将UCS绕Y轴旋转90。 （2）在XY平面上，在已创建实体的附近画出筋板的轮廓图。 （3）利用建模
22、的拉伸命令“extrude”，创建筋板的拉伸实体。 （4）利用移动命令“move”，将所创建的筋板移到合适位置。移动时可分别捕捉到相应边的中心作为基点。,7.3 典型零件的三维实体造型,5最后处理,（1）利用并集命令“union”，将已创建的4个实体合并为一个实体，完成轴承座的造型。 （2）将视觉样式设置为“概念”，结果如图所示。,7.3 典型零件的三维实体造型,7.4 三维图形的输出和渲染,1渲染及图像输出,可以通过以下方法之一激活“渲染”命令。 命令：render。 下拉菜单：视图(V)/渲染(E)/渲染(R)。 “渲染”工具栏或面板的按钮： 。 用以上方法激活“渲染”命令，即可弹出“渲染
23、”窗口。通过“渲染”窗口的“文件”菜单中的“保存”或“保存副本”，可将图像保存为位图文件或将图像副本以指定格式保存到指定路径。 不同的渲染设置，可以渲染出五彩缤纷的结果。在渲染操作之前，应先对光源、材质、贴图、渲染环境等进行设置。,7.4 三维图形的输出和渲染,2设置光源,可通过下拉菜单视图(V)/渲染(E)/光源(L)的子菜单选项，“光源”工具栏，或光源面板中的相应按钮，进行新建光源及光源参数的设置。,7.4 三维图形的输出和渲染,3设置材质和贴图,通过下拉菜单视图(V)/渲染(E)/材质(M)，或材质面板中的相应按钮，打开“材质”窗口。 在“材质”窗口顶部的样例窗格的任意位置单击鼠标右键，
24、弹出快捷菜单，可进行新建材质等操作。通过选择每种材质样例，单击窗口中的按钮，展开材质设置窗格，可对各种材质特性进行设置。 通过下拉菜单 视图(V)/渲染(E)/贴图(A)的子菜单选项，“贴图”和“渲染”工具栏，或材质面板中的相应按钮，或在命令栏中输入命令“MaterialMap”，可调整贴图模式。,7.4 三维图形的输出和渲染,4渲染环境和高级渲染设置,通过下拉菜单 视图(V)/渲染(E)/渲染环境(E)，打开“渲染环境”窗口，可进行雾化和深度参数设置来增强渲染图像。 通过下拉菜单 视图(V)/渲染(E)/高级渲染设置(D)，打开“高级渲染设置”窗口，可进行有关渲染的高级设置。最常用的是输出文件的大小，可通过“文件尺寸”列表框来设置。,7.4 三维图形的输出和渲染,思考与练习题,思考与练习题,等轴测图与三维模型有什么区别？ 在AutoCAD 2008中如何设置三维模型的观察方向？ AutoCAD 2008有哪几种视觉样式？ 创建如图所示的三维模型。,
